第二章 原料预处理机械与设备 第一节 分级分选机械与设备 一、 分级分选机械与设备的作用 １、保证产品的规格和质量指标； ２、降低加工过程中原料的损耗率； ３、便于加工过程的操作，提高劳动生产率； ４、有利于生产的连续化、自动化。 二、 分级效率 分级效率是指分级的准确程度，是评价分级过程 的一个重要的质量指标。它是指实际筛下物量与原始给 料物中应含筛下物的比值。 设：G1 －为分级前的物料量（原始给料量） G2 －为过筛物（筛下物）的物料量 G3 －为未能过筛（筛上物）的物料量 a1 －为过筛前物料（原始给料）中应含 筛下物的百分比 a2 －为过筛物（筛下物）中应含筛下物 的百分比（如筛面无破损，则此值为 100％） a3 －为未过筛物（筛上物）中，筛下物 所占的百分比（留在筛面上物质中，应通过而未通过的 筛下物所占的百分） 则筛分效率为： 100 % 1 1 2 2 G a G a η= ① 根据物料衡算： G1 = G2 + G3 ② G1a1 = G2a2 + G3a3 ③ 将②式代入③式，并整理得： 2 3 1 3 1 2 a a a a G G − − = 将上式代入①式得：
第二章 原料预处理机械与设备 第一节 分级分选机械与设备 一、 分级分选机械与设备的作用 １、保证产品的规格和质量指标； ２、降低加工过程中原料的损耗率； ３、便于加工过程的操作，提高劳动生产率； ４、有利于生产的连续化、自动化。 二、 分级效率 分级效率是指分级的准确程度，是评价分级过程 的一个重要的质量指标。它是指实际筛下物量与原始给 料物中应含筛下物的比值。 设：G1 －为分级前的物料量（原始给料量） G2 －为过筛物（筛下物）的物料量 G3 －为未能过筛（筛上物）的物料量 a1 －为过筛前物料（原始给料）中应含 筛下物的百分比 a2 －为过筛物（筛下物）中应含筛下物 的百分比（如筛面无破损，则此值为 100％） a3 －为未过筛物（筛上物）中，筛下物 所占的百分比（留在筛面上物质中，应通过而未通过的 筛下物所占的百分） 则筛分效率为： 100 % 1 1 2 2 G a G a η= ① 根据物料衡算： G1 = G2 + G3 ② G1a1 = G2a2 + G3a3 ③ 将②式代入③式，并整理得： 2 3 1 3 1 2 a a a a G G − − = 将上式代入①式得：
% ( ) ( ) 100 2 3 1 1 3 2 a a a a a a − − η= ④ 在正常操作中如筛面没有破损，则 a2 =100%， 故④式可以变成： % (100 ) ( ) 100 100 3 1 1 3 a a a a − − η= 由此可知，只要测得 a1 和 a3 就很容易算出筛分效 率了。 一、分级机 ㈠、滚筒式分级机 １、 滚筒式分级机的结构和工作过程 ⑴、结构（p46 图 2-8 所示） 根据所要求分离的等级，滚筒分成相应的组，即组 数为级数减 1。 在滚筒壁上开有很多小孔，且不同组的孔径不同。 滚筒用厚度为 1.5－2.0mm 的不锈钢板冲孔后卷成圆柱 形筒状筛，整体滚筒分成几节筒筛（为了制造方便），筒 筛之间用角钢连接作为加强圈（滚圈）；滚筒用托轮支承 在机架上；机架用角钢或槽钢焊接而成；收集料斗设在
% ( ) ( ) 100 2 3 1 1 3 2 a a a a a a − − η= ④ 在正常操作中如筛面没有破损，则 a2 =100%， 故④式可以变成： % (100 ) ( ) 100 100 3 1 1 3 a a a a − − η= 由此可知，只要测得 a1 和 a3 就很容易算出筛分效 率了。 一、分级机 ㈠、滚筒式分级机 １、 滚筒式分级机的结构和工作过程 ⑴、结构（p46 图 2-8 所示） 根据所要求分离的等级，滚筒分成相应的组，即组 数为级数减 1。 在滚筒壁上开有很多小孔，且不同组的孔径不同。 滚筒用厚度为 1.5－2.0mm 的不锈钢板冲孔后卷成圆柱 形筒状筛，整体滚筒分成几节筒筛（为了制造方便），筒 筛之间用角钢连接作为加强圈（滚圈）；滚筒用托轮支承 在机架上；机架用角钢或槽钢焊接而成；收集料斗设在
滚筒下面，料斗的数目与分级的数目相同。 驱动滚筒转动有三种方式：一种是在滚筒的出料端 装有一个大齿圈，电机带动小齿轮转动，小齿轮啮合大 齿圈带动滚筒转动，这种传动，大齿圈制造麻烦，同时 润滑油易玷污物料；另一种是将滚筒固定在中心轴上， 当传动系统带动轴转动时，滚筒也就同步旋转，此种方 式，由于轴太长，故转动起来不平稳；还有一种是在滚 筒的外壁上装有摩擦圈，通过摩擦轮使筒旋转，此种传 动方式简单、平稳，所以被广泛应用。 ⑵、工作过程 当滚筒等速转动时，物料在筒内，由于摩擦力的作 用，而被外举一定高度，然后由于重力的作用，则沿筒 壁向下滚动.，这样物料一边进行筛分，一边沿着倾 斜的筛面逐渐从加料端移向卸料端，细粒则通过筛孔进 入筛下，粗粒在筛筒的末端被收集。 ⑶、特点： 工作转速低、连续运转、操作平稳，可安装在建筑 物的高层；筛孔易堵塞、筛分效率低、筛面的利用率不 高，只有 6 1 8 1 − − 筛面参与工作。（可用于青豆、蘑菇等 的分级） ２、 滚筒式分级机的工艺设计计算 ⑴、 设计参数的确定 各厂使用较好的有关参数为： ①、筒的倾斜角度３－５° ②、筒径与长度的比值１:４～６ ③、筒面上的筛孔的正三角形排列 ④、筒的转速１０～１５转／分，一般不超过３0 转／分 ⑤、筛孔直径可根据原料情况和分级要求而定 ⑵ 、生产能力的计算 G Zλm 1000 1000 3600 = （吨／小时）
滚筒下面，料斗的数目与分级的数目相同。 驱动滚筒转动有三种方式：一种是在滚筒的出料端 装有一个大齿圈，电机带动小齿轮转动，小齿轮啮合大 齿圈带动滚筒转动，这种传动，大齿圈制造麻烦，同时 润滑油易玷污物料；另一种是将滚筒固定在中心轴上， 当传动系统带动轴转动时，滚筒也就同步旋转，此种方 式，由于轴太长，故转动起来不平稳；还有一种是在滚 筒的外壁上装有摩擦圈，通过摩擦轮使筒旋转，此种传 动方式简单、平稳，所以被广泛应用。 ⑵、工作过程 当滚筒等速转动时，物料在筒内，由于摩擦力的作 用，而被外举一定高度，然后由于重力的作用，则沿筒 壁向下滚动.，这样物料一边进行筛分，一边沿着倾 斜的筛面逐渐从加料端移向卸料端，细粒则通过筛孔进 入筛下，粗粒在筛筒的末端被收集。 ⑶、特点： 工作转速低、连续运转、操作平稳，可安装在建筑 物的高层；筛孔易堵塞、筛分效率低、筛面的利用率不 高，只有 6 1 8 1 − − 筛面参与工作。（可用于青豆、蘑菇等 的分级） ２、 滚筒式分级机的工艺设计计算 ⑴、 设计参数的确定 各厂使用较好的有关参数为： ①、筒的倾斜角度３－５° ②、筒径与长度的比值１:４～６ ③、筒面上的筛孔的正三角形排列 ④、筒的转速１０～１５转／分，一般不超过３0 转／分 ⑤、筛孔直径可根据原料情况和分级要求而定 ⑵ 、生产能力的计算 G Zλm 1000 1000 3600 = （吨／小时）
式中：Z－滚筒上孔眼总数 λ－在同１秒内从孔眼中掉下的物料系数（其与 分级机型式及物料性质不同而异，取１－２.５％，对青 豆取大些，对蘑菇取小些） m－１粒（只）物料的平均质量（g） 一般 G 是给定值，如测得 m 后，则可由上式计算出 总孔数 Z，从而确定筒径和长度（见 47-48 页：孔的直 径、每排孔数和孔的间隙）。 ⑶ 、滚筒转数的确定 滚筒的转数直接影响生产能力和分级效率，而且与 直径有密切关系，不能随意确定。 从物料在滚筒中运动时受力分析，可推出转数的计 算公式： 如 p48 图 2-9 所示。物料与滚筒一起转动时的受力 情况： 对物料 B：受到重力和离心力的作用，把 G 分解为 G sinβ和 G cosβ两个分力，其中：力 G sinβ推动物 料沿筛面下滑，力 G cosβ与离心力一起压向筛面，使 物料产生摩擦力 T。 而 T=f0N，故 T=f0 (Gcosβ+C) 式中：F0 －物料对筛面的摩擦系 数（f0 =tyφ，φ为摩擦角） 由于 T 的存在使物料随筛面向 上运动。 物料受的离心力 C 为： gR Gv R mv C 2 2 = = （N 牛顿） 式中：m－物料 B 的质量（kg） G－物料 B 的重量（N） g－重力加速度 R－筒内半径(m)
式中：Z－滚筒上孔眼总数 λ－在同１秒内从孔眼中掉下的物料系数（其与 分级机型式及物料性质不同而异，取１－２.５％，对青 豆取大些，对蘑菇取小些） m－１粒（只）物料的平均质量（g） 一般 G 是给定值，如测得 m 后，则可由上式计算出 总孔数 Z，从而确定筒径和长度（见 47-48 页：孔的直 径、每排孔数和孔的间隙）。 ⑶ 、滚筒转数的确定 滚筒的转数直接影响生产能力和分级效率，而且与 直径有密切关系，不能随意确定。 从物料在滚筒中运动时受力分析，可推出转数的计 算公式： 如 p48 图 2-9 所示。物料与滚筒一起转动时的受力 情况： 对物料 B：受到重力和离心力的作用，把 G 分解为 G sinβ和 G cosβ两个分力，其中：力 G sinβ推动物 料沿筛面下滑，力 G cosβ与离心力一起压向筛面，使 物料产生摩擦力 T。 而 T=f0N，故 T=f0 (Gcosβ+C) 式中：F0 －物料对筛面的摩擦系 数（f0 =tyφ，φ为摩擦角） 由于 T 的存在使物料随筛面向 上运动。 物料受的离心力 C 为： gR Gv R mv C 2 2 = = （N 牛顿） 式中：m－物料 B 的质量（kg） G－物料 B 的重量（N） g－重力加速度 R－筒内半径(m)
V－物料 B 的线速度（ 60 30 2 Rn Rn v π π = = ） 故 900 ) 30 ( 2 GRn gR Rn G C = = π （N） 当物料 B 沿滚筒切线方向的垂直分力 Gsinβ≥T 时，即开始下滑运动，此时即处于滚筒内最高点，也就 是说 Gsinβ-f0 (Gcosβ+C)=0 时，物料 B 处于最高点，如将 f0=tyφ 和 C 值代入，经 整理得： 900 sin sin( ) φ β φ nR − = ［sin(α±β)＝sinαcosβ± cosαsinβ］ 即： φ βφ sin sin( ) 30 R n = （转／分） 据资料介绍，β角（物料 的开角）大于φ角 5—10°时，才能正常运转，即β-φ＝5—10°，对青豆 和蘑菇，f0 =0.7，也就是 tyφ=0.7，即φ=35°，则β =40—45°（为物料升高的最大角度），将β和φ的值代 入上式得： R R R n 12 16 sin 35 sin( 5 10 ) 30 sin sin( ) 30 0 0 − − = − − = − = φ β φ （转／分） 从上式可见，n 与 R 成反比，所以一般筒径↑，其 转数↓，道理就在于此。 ⑷、功率计算 对中间轴式传动方式的功率： 60η Mn n = （w） 式中：n－转筒转速 M－滚筒转动力矩（N.m） D－滚筒直径 G－滚筒的自重 G1 与滚内物料重 G2 之和，滚筒内
V－物料 B 的线速度（ 60 30 2 Rn Rn v π π = = ） 故 900 ) 30 ( 2 GRn gR Rn G C = = π （N） 当物料 B 沿滚筒切线方向的垂直分力 Gsinβ≥T 时，即开始下滑运动，此时即处于滚筒内最高点，也就 是说 Gsinβ-f0 (Gcosβ+C)=0 时，物料 B 处于最高点，如将 f0=tyφ 和 C 值代入，经 整理得： 900 sin sin( ) φ β φ nR − = ［sin(α±β)＝sinαcosβ± cosαsinβ］ 即： φ βφ sin sin( ) 30 R n = （转／分） 据资料介绍，β角（物料 的开角）大于φ角 5—10°时，才能正常运转，即β-φ＝5—10°，对青豆 和蘑菇，f0 =0.7，也就是 tyφ=0.7，即φ=35°，则β =40—45°（为物料升高的最大角度），将β和φ的值代 入上式得： R R R n 12 16 sin 35 sin( 5 10 ) 30 sin sin( ) 30 0 0 − − = − − = − = φ β φ （转／分） 从上式可见，n 与 R 成反比，所以一般筒径↑，其 转数↓，道理就在于此。 ⑷、功率计算 对中间轴式传动方式的功率： 60η Mn n = （w） 式中：n－转筒转速 M－滚筒转动力矩（N.m） D－滚筒直径 G－滚筒的自重 G1 与滚内物料重 G2 之和，滚筒内